Question

【題目】霧霾天氣嚴重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此改善能源結構、機動車限號等措施能有效減少PM2.5、SO2、NOx等污染。

請回答下列問題：

（1）將一定量的某利M2.5樣品用蒸餾水溶解制成待測試樣(忽略OH-)。常溫下測得該訓試樣的組成及其濃度如下表：根據表中數據判斷該試樣的pH=___________。

（2）汽車尾氣中NOx和CO的生成：①已知汽缸中生成NO的反應為：N2(g)+O2(g) 2NO(g)△H>0恒溫，恒容密閉容器中，下列說法中，能說明該反應達到化學平衡狀態的是____。

A.混合氣體的密度不再變化

B.混合氣體的壓強不再變化

C.N2、O2、NO的物質的量之比為1∶1∶2

D.氧氣的轉化率不再變化

（3）為減少SO2的排放，常采取的措施有：

①將煤轉化為清潔氣體燃料。

已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=－110.5kJ·mol-1

寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式：_____________。

②洗滌含SO2的煙氣。下列可作為洗滌含SO2的煙氣的洗滌劑的是___________。

A.濃氨水 B.碳酸氫鈉飽和溶液 C.FeCl2飽和溶液 D.酸性CaCl2飽和溶液

（4）汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環保領域的重要課題。某研究性小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO，溫度超過775K，發現NO的分解率降低，其可能的原因為______，在n(NO)/n(CO)=1的條件下，為更好的除去NOx物質，應控制的最佳溫度在_____K左右。

（5）車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”。活性炭可處理大氣污染物NO。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質)，一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在T1℃ 和T2℃時，測得各物質平衡時物質的量（n/mol）如下表：

①寫出NO與活性炭反應的化學方程式_____,②若T1＜T2，則該反應的△H______O （填”>”、“<”或“=”）。

③上述反應T1℃時達到化學平衡后再通入0.1molNO氣體，則達到新化學平衡時NO的轉化率為__________。

Answer 1

【答案】 4 D C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ· mol-1 AB NO分解反應是放熱反應，升高溫度不利于反應進行（只寫升高溫度不利于反應進行也得滿分，其他合理說法也得分） 870 C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) < 80%

【解析】（1）觀察表格中發現NH4+水解顯酸性，PM2.5的酸堿性為酸性，試樣的pH值根據溶液中電荷守恒計算氫離子濃度為10-4mol/L，pH=-lgc（H+）=-lg10-4=4；（2）A.密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，混合氣體的密度不再變化不能說明反應達到平衡狀態，A錯誤；B.反應前后體積不變，因此混合氣體的壓強始終不變，不能據此說明反應達到平衡狀態，B錯誤；C.N2、O2、NO的物質的量之比為1∶1∶2不能說明正逆反應速率相等，不能據此說明反應達到平衡狀態，C錯誤；D.氧氣的轉化率不再變化說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，D正確，答案選D。（3）①已知：ⅰ、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1，ⅱ、C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=－110.5kJ·mol-1，利用蓋斯定律，將ⅱ-ⅰ可得C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=（-110.5kJmol-1）-（-241.8kJmol-1）=+13l.3 kJmol-1；②洗滌含SO2的煙氣，根據酸性氧化物的性質選濃氨水和碳酸氫鈉飽和溶液，答案選AB；（4）由于該反應是放熱反應，升高溫度反應更有利于向逆反應方向進行，所以若不使用CO，溫度超過775 ℃，NO的分解率降低；根據曲線I可知在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，溫度為870℃左右時轉化率最高，因此應控制最佳溫度在870℃左右。（5）①由表中數據可知，C、NO、E、F的化學計量數之比為（3.000-2.960）：（0.10-0.020）：0.040：0.040=1：2：1：1，反應中C被氧化，結合原子守恒可知，生成為N2與CO2，且該反應為可逆反應，反應方程式為C+2NON2+CO2；②若T1＜T2，升高溫度NO轉化率降低，正反應是放熱反應，則該反應的△H＜0；③反應C+2NON2+CO2是一個氣體體積不變的反應，而反應物只有一種，故加入NO氣體，建立的平衡和原平衡為等效平衡，原平衡中NO轉化率為 (0.100.020)/0.10×100%=80%，則達到新平衡時NO的轉化率為80%。